W czasach intensywnego stresu ludzie czasami puszczają niepokój z piskiem -, a nowe badania sugerują, że rośliny mogą zrobić to samo.
Jednak w przeciwieństwie do ludzkich krzyków dźwięki roślin mają zbyt wysoką częstotliwość, aby je usłyszeć, zgodnie z badaniami opublikowanymi 2 grudnia w bazie danych bioRxiv. Ale kiedy naukowcy z Uniwersytetu w Tel Awiwie w Izraelu umieścili mikrofony w pobliżu zestresowanych roślin pomidorów i tytoniu, instrumenty podniosły piski ultradźwiękowe roślin z odległości około 4 cali (10 centymetrów). Hałasy mieściły się w przedziale od 20 do 100 kiloherców, objętość, która może być „wykrywana przez niektóre organizmy z odległości nawet kilku metrów”, zauważyli autorzy. (Artykuł nie był jeszcze recenzowany).
Autorzy dodali, że zwierzęta i rośliny mogą słuchać i reagować na ciche okrzyki roślin, a być może ludzie również mogą dysponować odpowiednimi narzędziami. Pomysł, że „dźwięki wytwarzane przez rośliny dotknięte suszą mogą być wykorzystane w rolnictwie precyzyjnym, wydaje się realne, jeśli nie jest zbyt drogie, aby nagrywać w terenie”, Anne Visscher, pracownik Departamentu Porównawczej Biologii Roślin i Grzybów w Royal Botanic Gardens w Wielkiej Brytanii, powiedział New Scientist.
Podobnie jak zwierzęta, rośliny reagują na stres na różne sposoby; badania sugerują, że rośliny mogą uwalniać śmierdzące związki chemiczne lub zmieniać kolor i kształt w odpowiedzi na suszę i ukąszenia głodnych roślinożerców. Zwierzęta wydają się rozpoznawać i reagować na te botaniczne sygnały stresowe, a nawet inne rośliny wydają się wychwytywać unoszące się w powietrzu zapachy unoszące się od ich napiętych sąsiadów. Niektóre wcześniejsze badania sugerowały, że rośliny również reagują na dźwięk, ale pozostały pytania, czy same rośliny emitują wykrywalne dźwięki.
W poprzednich badaniach naukowcy umieszczali urządzenia rejestrujące bezpośrednio na roślinach, aby nasłuchiwać sekretnych dźwięków wewnątrz ich łodyg. W roślinach dotkniętych suszą tworzą się pęcherzyki powietrza, pękają i wyzwalają wibracje w tkance, która normalnie przenosi wodę przez łodygi roślin. Proces ten, znany jako kawitacja, został wychwycony przez podłączone urządzenia rejestrujące, ale badacze z Tel Awiwu chcieli wiedzieć, czy dźwięki roślin mogą przenikać w powietrzu.
Zespół ustawił więc mikrofony w pobliżu stresujących roślin pomidorów i tytoniu, umieszczonych w dźwiękoszczelnym pudełku lub w otwartej szklarni. Badacze poddali jeden zestaw upraw warunkom suszy, a innym uszkodzeniom fizycznym (ściętej łodydze). Trzecia nietknięta grupa posłużyła za punkt odniesienia.
Nagrania wykazały, że różne gatunki roślin wydawały wyraźne dźwięki w różnym tempie, w zależności od stresora. Przeciętnie suszone rośliny pomidorów emitowały średnio około 35 piszczeli ultradźwiękowych na godzinę, podczas gdy te z przyciętymi łodygami wytwarzały około 25. Rośliny tytoniu zestresowane suszą wydawały około 11 krzyków na godzinę, a przycięte uprawy wydawały około 15 dźwięków w tym samym czasie. Dla porównania średnia liczba dźwięków emitowanych przez nietknięte rośliny spadła poniżej jednego na godzinę.
Biorąc pod uwagę różnice w hałasie między grupami, badacze zastanawiali się, czy mogą zidentyfikować każdą roślinę wyłącznie na podstawie jej charakterystycznych krzyków. Wykorzystując uczenie maszynowe - rodzaj algorytmu sztucznej inteligencji - zespół wybrał odrębne cechy w każdym zestawie dźwięków i z powodzeniem posortował rośliny na trzy kategorie: „suche, cięte lub nietknięte”. Autorzy zasugerowali, że pewnego dnia rolnicy mogliby zastosować podobną technologię do słuchania plonów dotkniętych suszą na swoich polach.
W tym badaniu autorzy nie sprawdzili, czy rośliny narażone na choroby, nadmierne poziomy soli lub niekorzystne temperatury również emitują dźwięk, więc nie wiadomo, czy wszystkie rośliny stresowane piszczą. Jednak naukowcy zarejestrowali podobne dźwięki w innych roślinach dotkniętych cięciem lub suszą, w tym kaktusów z kolczastymi poduszkami i chwastów henbit deadnettle. Autorzy sugerują, że owady, takie jak ćmy, mogą słuchać dźwięków emitowanych przez rośliny poddane stresowi w celu oceny ich stanu przed złożeniem jaj na liściach.
Dopóki naukowcy nie zaobserwują, jak i czy ćmy reagują na odgłosy roślin, ten wniosek pozostaje spekulacyjny, autorzy dodali - w rzeczywistości jeden zewnętrzny ekspert stwierdził, że pomysł może być „trochę zbyt spekulacyjny”.
Edward Farmer, profesor biologii molekularnej roślin na uniwersytecie w Lozannie w Szwajcarii, powiedział New Scientist, że owady znane są z faworyzowania niektórych roślin z różnych powodów i że wątpi w nadmierny hałas. Co więcej, nowe badanie nie uwzględniło dźwięków, które może wysuszyć sucha gleba, a także innych zakłócających dźwięków, które mogły odebrać mikrofony badaczy, dodał Farmer.
